支持机动车在狭窄车道上行驶的驾驶支持装置

摘要

本发明涉及一种支持机动车在狭窄车道上行驶的机动车驾驶支持装置(10)，其具有由车轮传感器和转向角度传感器(14、16)构成的、采集行驶路程(轨迹)数据的数据采集单元(12)和记录路程数据的轨迹存储单元(18)以及基于所记录的路程数据控制机动车以相同或相反方向行驶已记录路程的控制单元(20)，其中该机动车驾驶支持装置(10)与卫星导航接收器(28)相连以测算出在路程开始和/或结束时刻的边界值位置数据以及存储单元(18)将边界值位置数据存储为路程数据，另外设计有接近检测单元(30)，其检测机动车是否接近所存储的路程起点或终点，并且在这种情况下产生位置接近信号。

说明书

技术领域

本发明涉及一种支持机动车在狭窄车道上行驶的机动车驾驶支持装置， 其具有由车轮传感器和转向角度传感器构成的、采集行驶路程数据的数据采 集单元和记录路程数据的存储单元以及基于所记录的路程数据控制机动车 朝相同或相反方向行驶已记录路程的控制单元。

背景技术

专利文件EP1 858 744B1已公开该类型的驾驶支持装置，在该装置中， 相关机动车行驶过的以及通过车轮传感器和转向角度传感器测算出的大约 为5米的短的道路轨迹被记录下来且可为相同或相反方向上自动的或半自动 的行驶所用，这样机动车就可以在狭窄的道路区域行驶，例如驶入车库或从 狭窄的环境里驶出。在此，其缺点是记录下来的轨迹其实是从某一特定的起 始点开始有效，而该起始点无法确定。例如如果机动车停在停车空位(车库) 之前，那么可以记录道路轨迹。但是如果机动车在某一稍晚时刻位于与它偏 离的位置并且启动自动停车程序，则可能导致无法执行机动车驶入过程，尤 其是如果启动状态侧向偏离或远离记录过程中的启动状态。

专利文件DE 196 35 892A1公开了另一种驾驶支持装置。该装置使机动 车在狭窄情况下驶入和驶出变得容易。在此以确定存储下来的、优化的、通 过有经验的驾驶员完成的行驶轨迹(例如模型行驶数据)为基础。通过这一方 式，机动车可以自动地并且在可能没有经验的驾驶员不参与的情况下驶入停 车空位。这一装置要求从存储的典型停车情况中做出选择且无法考虑尤其可 能在具体情况下给停车过程造成困难的实际情况(例如道肩石或立柱)。

发明内容

本发明要解决的技术问题是明显更灵活地设计一种驾驶支持装置，以在 与至今可能的状况相比明显更不同的状况下使停车和驶离过程变得可能。

本发明的其他特征、应用可能及优点可从下文的说明以及参见附图所述 的本发明的实施例得出。

上述技术问题通过一种支持机动车在狭窄车道上行驶的机动车驾驶支 持装置来解决，该驾驶支持装置具有由车轮传感器和转向角度传感器构成 的、采集行驶路程数据的数据采集单元和记录路程数据的存储单元以及基于 路程数据控制机动车朝相同或相反方向行驶已记录路程的控制单元，该驾驶 支持装置与卫星导航接收机连接以测算出路程开始和/或结束时的边界值位 置数据，存储单元将边界值位置数据储存成路程数据，以及设计有接近检测 单元，该接近检测单元检测机动车是否接近已储存的路程起点或终点并且在 该情况下产生位置接近信号。测算轨迹数据时，也可以使用现有的惯性传感 器提高其准确性，尤其是横摆角速度传感器的信号。

因为依据本发明可以为任何储存的路程(轨迹)存储绝对位置数据，所以 该系统一方面可以确定它是否位于所储存轨迹的附近。由此产生的位置接近 信号可以优选地用于建议驾驶员在该轨迹上自动行驶。另一方面借助于实际 位置与所储存边界值位置数据的比较可以确定机动车是否足够接近所记录 的轨迹，由此可以在该轨迹上自动行驶或首先应——优选自动地——向该轨 迹移动，这样才能随后在该处行驶。此外在出现位置接近信号时可以优选地 检测在相关轨迹的空间附近是否存在其他轨迹。因此驾驶员有不同的停靠可 能性，例如自己的车库以及作为替换的建筑物前的广场或为多个用户提供的 停车位，其中每个用户都可以在任意空着的停车位停车。在这种情况下，如 果给驾驶员提供多个不同的轨迹供其选择，则非常合适。

根据本发明的一个有利改进方案，位置接近信号可传输给驾驶员通信单 元，该驾驶员通信单元为驾驶员提供激活其在相关路程上自动行驶的可能性 以及必要时(亦即当驾驶员决定这么做时)，该驾驶员通信单元激活控制单元 以控制机动车在路程上自主行驶。这样驾驶员就不用担心是否已记录特定路 程，而且他不必交互地从很多储存轨迹中选择所需轨迹，而是系统为其选择。 由于驾驶员不再考虑该轨迹是否存储，所以依据本发明的驾驶支持装置明显 为驾驶员减少了系统操作的难度。优选地，如果接近已记录轨迹，驾驶员就 能由信号告知首先可以进行手动控制。等到足够接近时，依据本发明的驾驶 支持装置可以建议自动驶入该轨迹及其后的行驶，如果认同该建议，则可以 按照建议内容行驶。

根据本发明的一个优选改进方案，依据本发明的驾驶支持装置具有带有 街道地图信息的数字地图单元，该数字地图单元与卫星导航接收器联系并借 助于机动车实时的位置数据提供由街道地图信息组成的街道分类数据(例如 高速路、市内快速路、单行路、死胡同)和/或环境数据(例如建筑物)。例如如 果可以确定机动车处于高速路或快速路上并因此不考虑轨迹行驶，则驾驶支 持装置可使用这些数据以停止轨迹记录或发送接近信号。比较典型的是，街 道地图信息要么单独储存在数字地图单元中，要么可以借助于总线系统(例 如控制器局域网总线)从其他机动车内部来源(优选的是导航系统)下载。可供 替换的是或可作为补充的是，这些信息可以通过外部环境通信信道下载。

依据该结构方式的有利改进方案，数字地图单元包括带有位置属性数据 (停车场、死胡同、狭窄的街道)的地图信息，用于检测该机动车是否处于有 限导航可能性的街道区域范围内以及在此种情况下建议驾驶员记录轨迹或 自动执行记录轨迹。因此进一步给驾驶员减负，而且应只在短时间内证实是 否应该进行记录或在自动激活记录行为时，驾驶支持装置在确定机动车停止 后询问驾驶员刚刚记录的轨迹是否要永久保存。

根据本发明的一个有利改进方案，它包括几个环境探测传感器，在路程 上行驶时可借助于该环境探测传感器采集环境数据，并且存储装置将环境数 据存储为相应的路程数据。在此，环境探测传感器优选为光学传感器。可供 替换或可作为补充的是，环境探测传感器也可包括其他类型的传感器，尤其 是超声波、激光雷达或雷达装置。此外设计有图像加工单元，该图像加工单 元借助于环境数据制作设置在路程附近的对象的对象数据，其中存储装置将 该对象数据存储为相应的路程数据。由此探测到轨迹的环境并传递有关路程 走向的更为精确的信息，这样在该路程重复行驶时具有尤其更多的自由度。 这样可以确定是否可以与所储存的轨迹有侧向偏差的情况下行驶或由于特 殊的障碍物(例如道肩石或立柱)而需要在轨迹上精确行驶。为此目的，优选 地设计有道肩石传感器，该传感器考虑到设置在轨迹附近的道肩石的排列走 向。

依据该构造方式的有利的改进方案，驾驶支持装置包括环境数据校准单 元，该环境数据校准单元将环境探测传感器测算到的对象数据与通过数字地 图单元测算到的环境数据相互比较而进行校准或补偿。通过这一方式能够进 一步精确细化可能的轨迹环境图像，这样可以考虑到例如暂时在其附近的对 象，例如人或停靠的自行车/婴儿车等。

根据本发明的一个有利改进方案，存储装置包括环形缓冲区，例如作为 随机存取存储器(RAM)，该存储装置在机动车运动时存储路程数据以及—— 只要能够探测采集到——附加地存储环境数据和/或对象数据，并且清除当时 最陈旧的数据。这样在每个时刻都有可用的最后经过路程的轨迹，该轨迹或 者可以根据驾驶员的意愿永久性地储存用以未来的应用，或者可以立即加以 应用，如果要乘车返回的话。

根据本发明的一个有利改进方案，驾驶支持装置与驾驶员识别单元相互 联系，并且在存储装置中为每个驾驶员分别存储路程数据和为此存储的附加 数据。只要后来检测到与所存储轨迹的接近情况，就可以为驾驶员仅仅建议 为其分配的轨迹，或者为每个轨迹发出信号显示它是否来自驾驶员本人或其 他人。这样可以避免建议没有经过训练的驾驶员在指定给有经验驾驶员的轨 迹上行驶。

根据本发明的一个有利改进方案，驾驶支持装置包括轨迹导入单元，该 轨迹导入单元确定机动车能够驶入所选择的轨迹的适当的路径。此种轨迹导 入单元根据机动车的位置和定向以及轨迹数据确定出机动车能够进入该轨 迹的并随后可以沿着该轨迹继续移动的尽可能短的路径。

根据本发明的一个有利改进方案，驾驶支持装置包括用于在每次轨迹记 录时同时存储记录时间的时间单元。这样可以在选择多个可用的轨迹时，根 据实际的时间提出建议或给予权衡。例如如果晚上记录了某轨迹，则可以在 接近时建议此晚上记录的轨迹优先于早上记录的轨迹。因为驾驶员晚上更愿 意将车停靠在停车场，而早上则是将其停在房子前面。

根据本发明的一个有利改进方案，驾驶支持装置可以加载挂车信号，该 挂车信号表示在记录轨迹时是否挂有挂车，并且在每次记录轨迹时可存储该 挂车信号。因此，可以向驾驶员优先建议获取相同条件的轨迹，即，当挂车 正在被牵拉时建议在有挂车情况下记录的轨迹，且反之亦然。

根据本发明的一个有利改进方案，驾驶员通信单元可在存储轨迹时输入 附加信息，优选为轨迹名称、轨迹注释。此输入可以手动执行或通过口头指 令以及优选地借助于语言识别系统将口头指令转换为文本实现。这样驾驶员 可以通过视觉和/或听觉方式选择可用的轨迹。

根据本发明的一个有利改进方案，选择将要行驶的轨迹时，可以选择附 加选项，尤其是门或行李舱的可进入性。这样对于特定轨迹，可以自动地偏 离已指定的路径，例如当副驾驶的车门或行李舱需要打开时。在此种情况下， 进行相应选择时，机动车的最终位置偏离已存储的最终值。如果要打开副驾 驶的车门，那么机动车可以相应更多地靠左停靠，或者在需要打开行李舱时， 机动车继续向前停靠。

附图说明

下文通过附图及所示的实施例进一步说明本发明的其他优点、特征和细 节。

图1是按照本发明的支持机动车在狭窄车道上行驶的机动车驾驶支持 装置的方框图。

已说明的和/或附图所示的特征可以单独或以任意有益的组合表示本发 明的主题。相同的、相似的和/或功能相同的部件通过相同的附图标记表示。

具体实施方式

附图示出优选的驾驶支持装置10的示意图。该驾驶支持装置10包括用 于控制所有以下过程的中央数据处理单元11。组成部分还有数据采集单元 12，该数据采集单元与多个传感器、特别是车轮传感器14、横摆角速度传感 器(Gierratensensor)15和转向角传感器16连接，以基于传感器信号来计算将 经过的路程(轨迹)的路程数据。这些路程数据随后存储在轨迹-存储单元18 内。驾驶支持装置10还包括控制单元20，该控制单元基于存储在轨迹-存储 单元18内的轨迹来控制未示出的车辆，特别是通过控制车辆转向装置22、 车辆换挡装置24和油门26来进行控制。因此，车辆能够自动地沿存储在轨 迹-存储单元18内的轨迹中的任意一条轨迹的道路来行驶，并且由数据处理 单元11控制地沿记录的行驶方向或相反方向行驶。

所示优选的驾驶支持装置10与卫星导航接收器28连接，该卫星导航接 收器优选构造成GPS接收器或伽利略接收器或类似物，以提供车辆停留地 的绝对位置数据(关于如WSG 84的地球坐标系)。数据处理单元11至少存储 每条轨迹的起始值和终点值的绝对位置数据，因而由此还可以对轨迹的每个 点计算出绝对位置数据。在此，适宜地仅用到卫星导航接收器28的绝对位 置值的边界值，并根据路程数据来计算出第二边界值，这是因为卫星导航测 定的精度远低于借助传感器14、16确定的位置数据，因此，第二边界值计 算出比由卫星导航数据确定的两个边界值更有说服力的结果。

替代地，还可对每个路程点附带存储绝对位置数据，然而这仅在卫星导 航接收器28例如通过差分-GPS提供足够精确的位置数据时才有意义。

所示优选的驾驶支持装置10还包括接近检验单元30，该接近检验单元 在行驶过程中持久地将卫星导航接收器28的当前位置信号与存储在轨迹-存 储单元18内的边界值位置数据比较，并检验与边界值位置数据的差距是否 小于确定的阈值，例如20米或100米。如果小于确定的阈值，接近检验单 元30产生由数据处理单元11处理的位置接近信号。

所示优选的驾驶支持装置10还包括驾驶员通信单元32，该驾驶员通信 单元包括一个或多个光学和/或声学和/或触觉发信号单元34，以向驾驶员发 信号告知一定的事件，并且驾驶员通信单元包括用于驾驶员的至少一个触觉 和/或声学输入单元36，驾驶员借助该输入单元与驾驶支持装置10进行通信。 因此，上面提及的位置接近信号经由发信号单元34向驾驶员输出，例如通 过显示器上的文本输出和经由扩音器的同时播报文本输出，这类似于导航仪 的播报文本。随后，驾驶员可决定是否应在该轨迹上行驶，并例如通过按钮 或说出借助数据处理单元11可分析的话来激活相应的输入单元36。

所示优选的驾驶支持装置10还包括数字地图单元38，在该数字地图单 元内存储有关于路面布局以及路面等级数据。替代地，该单元优选经由CAN- 接口或经由其它的通信信道来接收来自其它来源的数字地图数据。路面等级 信息应理解为路面是否是高速公路、快车道、停车场或小巷的信息。因此， 数字地图数据可以来自其它车辆内部的数据源，例如导航系统，或者可以通 过外部环境通信信道加载的外部路面信息或路面级别数据。在此优选，经由 车辆的CAN总线系统39(控制器区域网络)进行与数字地图单元38的通信。

此外，数字地图单元38优选包含例如大楼或类似障碍物的附加环境数 据。根据这种路面级别数据，数据处理单元11可检验是否向驾驶员建议进 行路程记录或自动地开始路程记录。

此外，所示优选的驾驶支持装置10与环境采集传感器40相连，如它们 在现代车辆中存在的，特别是摄像传感器和/或超声波传感器。一旦应用摄像 仪器，数据处理单元11与图像处理单元42相连，该图像处理单元能探测到 环境中的物体，并生成相应的物体数据，这些物体数据优选同样存储在轨迹 -存储单元18内，并可在确定合适的、与存储的轨迹有微小偏差的车道时应 用。环境采集传感器40还可包括气候传感器(外部温度传感器、外部湿度传 感器)。由此，可根据气候向驾驶员提供合适的轨迹(例如，在下雨或降雪时， 相对于路面停车场优先建议引向车库车位的轨迹)。

环境采集传感器40还可以包括挂车传感器，借助该挂车传感器来确定 挂车是否牵引在已有的挂车拉钩上。然后，在记录轨迹时，将附带存储该信 息。

所示优选的驾驶支持装置10还包括环境数据校准单元44，该环境数据 -校准单元基于图像处理单元42将根据环境采集传感器40计算出的物体数 据与数字地图单元38内的物体数据进行比较或校准补充，以产生准确的环 境图像，然后，将该环境图像存储成路程数据。

设置在所示的驾驶支持装置10内的轨迹-存储单元18包括环形存储区 域46，该环形存储区域始终自动地或者根据明确的驾驶员指示来记录当前的 位置数据，并在此始终改写最老的数据。因此，始终有最近经过的道路的一 定路程以进行持久存储。

所示优选的驾驶支持装置10还与驾驶员-识别单元48通信，该驾驶员- 识别单元为每个驾驶员、例如根据设置在点火开关钥匙内的RFID(无线射 频)-标签来产生独立的识别信号。根据该信息，可按各个驾驶员进行数据处 理或向驾驶员输出信息。

所示优选的驾驶支持装置10还包括轨迹-导入单元50，该轨迹-导入单 元根据当前的、借助卫星导航接收器28计算的绝对位置数据、在考虑到存 储的物体数据的情况下计算出从不在存储的轨迹上的位置到达一定的轨迹 而又不触及障碍物的最佳道路。

现描述存储路程/轨迹的优选实施方式。可以激活配备有驾驶支持装置 10的机动车以通过操作输入单元32储存驾驶员第一路程或轨迹。接着数据 处理单元11从卫星导航接收器28读取当前的绝对位置数据并将这些数据存 储在轨迹-存储单元18内。此外，优选存储记录的时间和日期。至少经由车 轮传感器14和转向角传感器16以及惯性测量技术来获知由驾驶员造成的进 一步的车辆运动。此外，还可以选取其它存在于车辆中的、采集油门位置或 档位位置的传感器。由此循环地计算路程数据，这些路程数据在轨迹-存储 单元18中存储成有关的轨迹。

此外，经由环境采集传感器40计算关于环境的信息，在图像处理单元 42中分析，以及由数字地图单元38的数据计算关于在轨迹的环境中的物体 和障碍物的环境数据，并同样存储在轨迹-存储单元18内。当车辆停车时， 结束数据记录并且轨迹永久地存储在轨迹-存储单元18内。可以事先经由驾 驶员通信单元32向驾驶员询问，是否应实际上永久地存储该轨迹。此外， 存储的路程/轨迹优选设有来自驾驶员-识别单元48的驾驶员识别码，以将这 些识别码分配给有关的驾驶员。还可以经由驾驶员通信单元32向驾驶员提 供手动地通过按钮或借助语音输入来标明存储的轨迹(例如，“回家中车库”) 的可能性。典型的存储的路程/轨迹的长度为约5米到100米。

以这种以及类似的方式，许多路程或轨迹可以随着时间的推移被记录并 且存储在轨迹-存储单元18内。

为了利用存储的轨迹，在行驶过程中存储的轨迹由接近检验单元30来 检验：车辆是否接近存储的路程的边界值(起始或终点值)。如果接近且低于 差距值(可能由使用者来调节)，则产生位置接近信号。然后，首先由数据处 理单元11来检验是否还存在其它存储的轨迹，这些轨迹在空间上位于有关 轨迹附近。例如，至一个停车场的多个替代的到达道路(例如，带有或不带 有挂车)或者多个替代的停车场(例如，在车库内或在院内或在路面上)。现在 例如通过语音输出和显示器指示来向驾驶员发出一条轨迹、或者如果有多条 轨迹则发出所有轨迹的信号。还可根据行驶速度来发信号，例如仅当车辆停 车或以较低速度(例如，低于5公里/小时)行驶时发信号，这是因为对于较快 行驶的车辆，驾驶员不太可能想要驶入停车空位等内。

一旦驾驶员经由驾驶员通信单元32发信号将行驶于有关的轨迹或在多 条可能轨迹的情况下选择一条轨迹，数据处理单元11就激活控制单元20， 该控制单元根据由轨迹-存储单元18获取的数据致使车辆在该轨迹上行驶。 一旦车辆此时还未位于该轨迹上，经由轨迹-导入单元50来预先计算合适的 道路并在该道路上行驶，以使车辆自动地运动到轨迹道路上。在此，始终给 驾驶员留有参与到运动过程中来的可能性。

在选择轨迹时可以经由驾驶员通信单元32向驾驶员提供输入终点偏差 的可能性，以例如能够接近行李箱或乘客门。如果驾驶员期望接近行李箱， 根据环境采集传感器40的信号将停车位置将向前移动，以使车辆后面留有 足够的空间。相应地在接近副驾驶门时，终点位置根据环境采集传感器40 的信号向左移动更多。

还如上所实施地，还可以附带存储挂车传感器信号。然后，在选择轨迹 时可检验车辆实际上是否牵拉着挂车，然后优先建议具有相同条件的轨迹。 替代地，还可由数据处理单元11在选择没有挂车的记录轨迹时对将要行驶 的路线进行校正，以一起考虑到挂车的弯道行驶。

借助根据本发明的装置可以不仅使行驶于较窄的车库或者停车场、而且 还使行驶于如旧区的胡同或窄巷的较长区域变得容易。因此，例如可以使在 较窄的后院中要求多次来回行驶的调动变得容易。当然，还可以借助远程操 纵来使激活变得容易，以使驾驶员能在行驶于轨迹之前离开车辆。

附图标记列表

10驾驶支持装置

11数据处理单元

12数据采集单元

14车轮传感器

15横摆角速度传感器

16转向角传感器

18轨迹-存储单元

20控制单元

22车辆转向装置

24车辆换档装置

26油门

28卫星导航接收器

30接近检验单元

32驾驶员通信单元

34发信号单元

36输入单元

38数字地图单元

39CAN总线系统

40环境采集传感器

42图像处理单元

44环境数据-校准单元

46环形存储区域

48驾驶员-识别单元

50轨迹-导入单元